Wyższe Seminarium Duchowne w Przemyślu zostało erygowane 6 lutego 1687 r. przez biskupa Jana Stanisława Zbąskiego. Już w roku 1688 został wybudowany piętrowy budynek, a nieco później kaplica pod wezwaniem świętego Karola Boromeusza. Budynek ten był w następnych latach kilkakrotnie rozbudowywany. Już w latach 1724-1734 uczynił to bp Aleksander Fredro, a następne rozbudowy miały miejsce w XIX i XX wieku (1843-1848; 1898-1899 i 1910-1912).
Biskup Wacław Hieronim Sierakowski w 1760 r. powołał do życia drugie Seminarium Duchowne w Brzozowie, którego prowadzenie, tak samo jak przemyskiego zostało powierzone Księżom Misjonarzom. W 1783 r. oba seminaria zostały skasowane przez władze austriackie. Odtąd klerycy przemyscy przygotowywali się do kapłaństwa w Seminarium Generalnym we Lwowie. Był to czas trudny dla kształcenia duchownych w diecezji przemyskiej. W Seminarium Generalnym księża formowani byli w duchu józefińskim. Władza świecka decydowała nawet o szczegółach działania seminarium.
Dzięki usilnym zabiegom władz kościelnych, w 1792 r. wydano pozwolenie na otwarcie Seminarium Duchownego w Przemyślu. Jednak dopiero w 1819 r. mogło ono faktycznie na nowo zaistnieć. Zostało ono zorganizowane na wzór uniwersyteckich wydziałów teologicznych, stąd formacja intelektualna alumnów przebiegała w ramach utworzonego wówczas Instytutu Teologicznego, natomiast formacja wewnętrzna odbywała się w Seminarium Duchownym. Początkowo miejscem studiów było dawne Kolegium Księży Jezuitów. Przez pewien czas, podczas epidemii cholery klerycy mieszkali w klasztorze Ojców Franciszkanów w Przemyślu oraz w klasztorze Ojców Jezuitów w Starej Wsi.
Podczas I wojny światowej – w latach 1914-1915 – seminarium zostało zamknięte i zamienione na szpital wojskowy. Sam budynek seminaryjny został zdewastowany. Rozgrabiono wyposażenie wewnętrzne, zniszczono kaplicę i księgozbiór biblioteczny. Wydarzenia związane z drugą wojną światową wpłynęły na to, że biskup Franciszek Barda przeniósł seminarium do willi „Anatolówka” w Brzozowie. Po zakończeniu działań wojennych i wykonaniu najpotrzebniejszych remontów, seminarium powróciło w 1946 r. do Przemyśla.
Lata powojenne charakteryzowały się m. in. wzrostem powołań kapłańskich w diecezji przemyskiej. Z uwagi na to podjęto pod koniec lat siedemdziesiątych prace adaptacyjne budynku seminaryjnego, a w roku 1984 przystąpiono do budowy nowego gmachu dydaktycznego. Został on poświęcony w 1988 r. przez biskupa Ignacego Tokarczuka w 300. rocznicę erygowania przemyskiego seminarium.